O que é aquecimento por resistência?

O aquecimento por resistência é um processo em que a energia térmica é produzida passando uma corrente elétrica através de um condutor projetado especificamente. A resistência que o condutor oferece à passagem da corrente causa uma reação dentro dele em nível atômico, produzindo energia e liberando calor. Essa reação está sujeita a uma relação científica conhecida como primeira lei de Joule, que vê a quantidade de calor gerada pelo processo dependente do equilíbrio entre a resistência do condutor e a magnitude da corrente. O aquecimento por resistência é uma das formas mais usadas de geração de calor e é encontrado em uma ampla gama de aplicações domésticas e industriais. O aquecimento por resistência é um produto de todos os circuitos em que a corrente elétrica encontra resistência; Embora tenha muitos usos benéficos, pode danificar ou destruir equipamentos elétricos se não for controlado.

Qualquer pessoa que tenha usado uma chaleira, torradeira ou aquecedor de bar em uma noite fria conheceu o aquecimento por resistência. Os efeitos do aquecimento por resistência foram notados pela primeira vez em meados do século XIX por James Prescott Joule e o fenômeno rapidamente se tornou a pedra angular de uma das formas de aquecimento mais amplamente usadas de todos os tempos. O princípio básico dos aquecedores de resistência gira em torno da reação causada quando o fluxo de elétrons da corrente elétrica encontra a estrutura iônica do condutor. As colisões de elétrons / íons resultantes resultam em uma porção da energia dos elétrons acelerados liberada na forma de energia térmica. Se o fluxo de corrente ou a resistência do condutor aumentar, também aumentará a quantidade de calor gerado.

Os aquecedores de resistência geralmente assumem a forma de uma bobina ou hélice ou fio resistivo especialmente projetado incorporado ou enrolado em um substrato isolante resistente ao calor. A maioria dos elementos de aquecimento por resistência é desse tipo, com materiais como cerâmica de alta alumina sendo os isoladores mais comuns. A combinação de metal mais comum na fabricação do fio usado no aquecimento por resistência é uma liga de níquel e cromo. A composição média dessas ligas varia entre 60/16%, respectivamente, para usos gerais e 80/20%, para condutores de ponta. A liga de níquel-cromo 60 é a mais usada das duas e pode suportar temperaturas de 1850 ° F (1000 ° C) sem flacidez ou deformação.

Embora o aquecimento por resistência seja obviamente benéfico, o fenômeno pode ter efeitos catastróficos quando não controlado. Todos os condutores elétricos geram calor até um certo grau; Quando os circuitos ou equipamentos ficam sobrecarregados, o calor gerado pode danificar seriamente ou até destruir um aparelho. Incêndios elétricos também são um resultado comum do aquecimento descontrolado da resistência.